可扩展光子容错量子计算机蓝图

光子学是在室温下构建模块化、易于组网的量子计算机的首选平台。然而，迄今为止尚未提出一种具体架构，能够同时利用编码于光态中的量子比特的优势及其生成的现代工具。在此，我们基于理论与技术的最新进展，提出了这样一种可扩展且容错的光子量子计算机设计。我们架构的核心在于生成和操控由玻色量子比特与压缩真空态共同构成的三维混合资源态。该方案能够结合最先进的玻色量子比特非确定性生成方法，以及连续变量量子计算的优势，即利用易于生成的压缩态实现 Clifford 门。此外，该架构基于二维集成光子芯片，用于在单一时间维度和两个空间维度上产生量子比特簇态。与现有架构相比，本设计降低了实验难度，并支持室温量子计算，从而为可扩展的制造与运行打开了大门，这可能使光子学在通往百万量子比特量子计算机的路径上超越其他平台。